接續上篇，這篇聊聊因為特斯拉居家電池 Powerwall 3 的控制系統不夠有效率，我就簡單弄了個工具來控制它充電放電，省省家裡的電費。粗略估計這幾小時的開發成本能讓我家省下每天二十美金的電費，甚至賺回一點錢。過程也順便體驗利用當紅 LLM 來協助開發流程，畢竟在 Google 工作幾年已經與外界技術隔絕太久啦。
為何省電？
因為電貴啊！灣區的電價有很多方案可以選，以我目前的 PGE 方案，高峰時期（下午三點到晚上十二點）每度電差不多 $0.51 美元，離峰則是 $0.32。
以冬天為例，因為有寶寶需要開暖氣，每天用電幾乎都集中在高峰時期，一天用掉四十度電左右，大概就噴掉 $20 美金！一個月光是電費就六七百美金。這還是在我們白天都不在家，只在公司把車子電充飽的情況估計。
順便提一下，我家那台老特斯拉一度電大概可以跑 4~5 英里。即使只拿來通勤，一天也要四度電左右，一個月就是 80 度電，也就是四十美金左右！這也解釋了為何每天公司的免費充電站都塞滿了車，排隊嗷嗷待哺等著充電。
為何自己控制電池？
上文提到我最近安裝了特斯拉電池板 Powerwall 3，理論上它能幫你智能地估計何時該充電與何時該放電。
但我發現它有點笨，比方說在午夜十二點時電價會變便宜，此時它就開始瘋狂充電，把電池給充到飽。但日出後太陽能也會幫電池充電的，因為電池已飽，導致太陽能通通都便宜賣給電網，而不是存在電池內等到高峰時再高價賣出。
一樣的例子也發生在晚上：在高峰時期，它的演算法在上半夜就把電都賣給電網，沒留多少給家裡自用，導致後半夜我們被迫需要從電網買高價的電來用！
雖然它網站號稱需要點時間學習我們的用電規律，但為了好玩，我就弄了一套簡單系統來稍微優化一下。
兩大目標
低買高賣
獲利的本質就是低買高賣啦，電池就像水桶，在便宜時把它塞滿，從太陽能或者電網充電。而在高價時就儘量不跟電網買電，盡可能自用甚至是賣回去。
用 LLM 來開發玩具
另一個目標就是開發點東西來玩，寫點炒麵程式碼。在 Google 工作的問題之一就是沒什麼機會接觸外面的技術，以及所有程式碼都要寫得很乾淨可維護。所以開發這種自用的玩具就可以試試其它有趣的技術，順便寫一些不用測試維護的炒麵程式碼～
使用工具
- Amazon EC2
- Github: https://github.com/jasonacox/pypowerwall
- LLM: Gemini vs ChatGPT
因為該 Github Repo 是用 Python，我就順便寫點 Python 炒麵啦。
開發過程
因為目標是省錢，就打算用第一年免費的 Amazon EC2，每隔幾小時來檢查是否要修改電池狀態，需要的話就用 Tesla API 來修改。
以前在 Startup 時這些流程都已經是肌肉記憶，不用查文檔就可以從零寫出來，寫 Python、開 EC2、用 Github 與 Crontab 之類的。但進了 Google 後長期只接觸內部工具，這些早已通通忘光。剛好這次就利用 LLM 當開發助手，效果卓越。
比方說我的電腦連 Github SSH 都沒設，以前要上網查，現在就問問 LLM 就能給出滿意的答案。類似的案例也有 Crontab 語法忘了，寫個檢查小時的 Python utility 之類的，大部分開發時間變成問 LLM 後把答案貼過來，而不是自己去查文檔後寫出來。
省錢的目標函數
理想的函數是在電價變貴前用最低的成本以充飽電池，在電價變貴時，確保家裡電夠用的前提下賣掉多的電。但實作上有點複雜，因為要能準確地預估接下來幾小時的太陽能充多少電，今晚家裡需要多少電，甚至與電網買賣電的速度也不是常數，所以很難寫出完美的函數。考慮時間不多，我就先弄個近似的解法，以後再優化。
- 至於電池健康之類的，之後再來慢慢調參數吧。
當然也能說用 AI 把上面因素通通考慮進去，這也是未來可以考慮的方向。但把天氣與用電資訊塞進 prompt 裡面可能會導致我無法用免費的 LLM，以及特斯拉號稱已經在做這件事，可能直接等現成的版本比較實際。
其實第一版就只是想解決它太早充放電的問題，所以控制邏輯很簡單：
- 如果已經快要到高峰期間，電池沒滿的話，就開始充電。
- 剛進入離峰時期，別急著充電，因為會有太陽能。
- 如果已經快要到離峰時間，還剩下一堆電的話，就開始賣電。
- 剛進入高峰時期，別急著賣電，因為每天的用電量會波動。
即使沒用到 AI，但光是這些簡單的檢查就能大幅度提升當前的使用效率。
實驗結果
經由上面設置後，我家基本上在高峰期間能夠完全不從電網拿電，還能賣不少電出去。而在離峰時間，能夠把電池盡可能用太陽能充飽後才用到電網的便宜電。
上面這張圖能看到，我大概從中午後開始從電網充電，讓它在高峰開始的下午三點時電池剛好充滿。三點後電價變貴，就先不賣電，此時因為大家還沒回家，靠太陽能就很夠供應家電（冰箱之類的）。
即使五六點回家後也沒用多少電。天黑後開暖氣就開始耗電，但其實也用不完。所以在九點前我就開始賣電給電網，但也留一些給自家用，以便撐到午夜十二點（在此之後電價才變便宜）。
從電網的角度來說，我在電價貴的時候（下午三點到午夜十二點），基本上都是只賣電不買電，所以那段時間的曲線是負的。而在其他時段，我會慢慢地把電池充滿，確保在電價變貴時有足夠的電能賣。
獲益預估
這種玩法的獲益是用電越高則省越多，因為能轉移支付電網的成本到低電價時段。非常粗略的估計，一天如果一樣花四十度電的話，
- 舊方法：付給電網 $20 美金
- 新做法：用 $8 美金買電，確保居家用電後再用 $10 美金賣出剩下的，倒賺 $2 美金
- 新舊方法比：賺 $22 美金
當然夏天時差距大概會小不少，因為不用開暖氣，加上灣區夏天涼爽，常常沒在開冷氣。到時大部分收益應該是來自於從太陽能瘋狂充電賣電，而不是這種轉移成本。
結語
這個大部分是娛樂性質，長期來說特斯拉應該會有更聰明的方法來控制電池的充放電。其實這也只是控制時間，具體要充電放電多少還是由特斯拉決定的，我沒有 API 能控制到這麼細節，但看來調整時間後它還是能做到不錯的，就希望未來它可以把時間也考慮進去啦。
最後附上最近看到股市的心情。